Lietuvoje jau kelerius metus tęsiasi tikras šilumos siurblių bumas. Skatinami APVA paramos, kylančių dujų kainų ir tiesiog noro gyventi patogiau, žmonės masiškai keičia senus kieto kuro katilus ar stato naujus siurblius naujos statybos namuose. Atrodo, tai magiškas sprendimas – pastatei dėžę prie namo, ir pamiršai rūpesčius. Nebereikia nešioti malkų, valyti pelenų, o namie visada šilta. Tačiau šis rožinis paveikslėlis labai greitai subliūkšta, kai vieną žvarbų sausio rytą termometras namuose vos siekia 18 laipsnių, o elektros skaitiklis sukasi greičiau nei ventiliatorius karštą vasaros dieną. Kur dingo tas žadėtas pigumas ir komfortas? Dažniausiai problema slypi pačioje pradžioje – neteisingai pasirinktame įrenginio galingume.
Populiariausias klausimas, kurį galima išgirsti statybų forumuose, iš kaimynų ar net iš pačių pardavėjų: „Tai kokio galingumo siurblio reikia 100 kvadratų namui?”. Visi laukia paprasto atsakymo: 6 kW? 8 kW? O gal 10 kW? Bėda ta, kad šis klausimas iš esmės yra klaidingas. Klausti, kokio galingumo reikia 100 kv. m. plotui, yra tas pats, kas klausti, kokio dydžio batus avi 80 kilogramų sveriantis žmogus. Gal 42, o gal 46? Plotas tėra vienas iš daugelio rodiklių, ir, tiesą sakant, net ne pats svarbiausias. Vienas 100 kv. m. namas gali būti statytas 1995 metais iš silikatinių plytų, o kitas – 2024 metais, atitinkantis A++ klasę. Jų šilumos poreikiai skirsis ne procentais, o kartais. Šiame straipsnyje ir bandysime išnarplioti, kas iš tiesų slepiasi po tuo galingumo skaičiumi ir kodėl aklas pasitikėjimas kvadratūra yra tiesiausias kelias į nusivylimą.
Svarbiausias rodiklis – namo energetinė klasė
Visų pirma, pamirškime plotą ir pakalbėkime apie namo energetinę klasę. Tai yra alfa ir omega. Šis rodiklis parodo, kiek namas yra sandarus ir kaip gerai apšiltintas. Pavyzdžiui, 100 kv. m. namas, atitinkantis aukščiausią A++ klasę (kas dabar privaloma naujai statybai Lietuvoje), yra tarsi termosas. Jis puikiai sulaiko šilumą, turi modernius langus, gerą stogo ir pamatų izoliaciją, o svarbiausia – privalomą rekuperacinę vėdinimo sistemą, kuri neleidžia šilumai tiesiog išeiti į lauką. Tokiam namui šildyti reikia minimalios galios. Visai kas kita – 100 kv. m. senos statybos „dėžutė”, galbūt statyta prieš 30 metų, apšiltinta tik iš dalies, su senais langais ir natūralia ventiliacija per plyšius. Toks namas šilumos nelaiko, jį reikia nuolat „kūrenti”. Skirtumas? A++ klasės namui prie didžiausių šalčių gali pakakti 3-4 kW galios, o tam senam namui gali prireikti 12-15 kW. Skirtumas – keturi kartai, nors plotas identiškas.
Kokie yra namo šilumos nuostoliai ir kaip juos apskaičiuoti?
Tai yra tikrasis skaičius, kurio reikia ieškoti. Kiekvienas namas, priklausomai nuo lauko temperatūros, praranda tam tikrą kiekį šilumos. Tai ir vadinama šilumos nuostoliais, matuojamais kilovatais (kW). Šį skaičių ne „ištraukia iš lubų”, o apskaičiuoja specialistai (šilumos inžinieriai) pagal labai aiškią metodiką. Jie įvertina viską: sienų varžą (medžiaga, apšiltinimo storis), langų plotą ir jų šilumos pralaidumą (U vertę), stogo, grindų, pamatų izoliaciją. Labai svarbus faktorius yra ventiliacija. Jei name įrengtas rekuperatorius, kuris grąžina didžiąją dalį išeinančio oro šilumos, nuostoliai bus ženkliai mažesni. Jei ventiliacija natūrali (per kaminėlius vonioje ar virtuvėje), tai reiškia, kad šiltas oras tiesiog išmetamas lauk, o į jo vietą patenka šaltas. Gauti tikslų šilumos nuostolių skaičių prie projektinės lauko temperatūros (apie tai vėliau) yra 90% sėkmės renkantis tinkamą šilumos siurblį.
Oras-vanduo ar gruntas-vanduo: trumpai apie skirtumus
Namo poreikiai yra viena, o siurblio tipas – kita. Populiariausi Lietuvoje yra dviejų tipų siurbliai: gruntas-vanduo ir oras-vanduo. Gruntinis siurblys ima šilumą iš žemės (per kolektorių) arba gręžinio. Didžiausias jo pliusas – stabilumas. Žemės temperatūra giliai visus metus yra panaši (apie +4…+8°C). Tai reiškia, kad tokio siurblio galingumas ir efektyvumas praktiškai nesikeičia, ar lauke +5°C, ar -20°C. Jei jo galia 8 kW, tai ji ir bus 8 kW. Oras-vanduo siurblys yra žymiai populiaresnis, nes jo įrengimas paprastesnis ir pigesnis – nereikia kasti sklypo ar daryti gręžinių. Bet jo pavadinimas viską ir pasako – jis ima šilumą iš lauko oro. O čia ir prasideda niuansai. Tokio siurblio galia tiesiogiai priklauso nuo lauko temperatūros. Tas pats siurblys, kuris prie +7°C lauke generuos 10 kW galios, prie -15°C gali generuoti vos 5 kW. Todėl renkantis oras-vanduo siurblį, visada reikia žiūrėti į jo galingumo lenteles prie žemų temperatūrų.
Ar oras-vanduo tikrai veiksmingas Lietuvos žiemą?
Tai turbūt didžiausia baimė, kurią vis dar tenka girdėti. „O kas bus, kai ateis tie -25°C šalčiai? Ar jis išvis veiks?”. Taip, šiuolaikiniai kokybiški šilumos siurbliai (ypač skirti Šiaurės šalių rinkai) yra sukurti veikti ir prie -25°C, ir net prie -28°C. Jie tikrai veiks ir namai neperšals. Tačiau esminis klausimas yra ne „ar veiks?”, o „kokiu efektyvumu veiks?”. Kuo šalčiau lauke, tuo sunkiau siurbliui „ištraukti” šilumą iš oro. Jo efektyvumas (vadinamas COP) krenta. Tai reiškia, kad tam pačiam šilumos kiekiui pagaminti jam reikės sunaudoti daugiau elektros energijos. Ir absoliučiai visi oras-vanduo siurbliai turi integruotus elektrinius šildymo elementus (tenus). Kai lauke pasidaro labai šalta, siurblys pats juos įsijungia į pagalbą. Tai normalu. Bėda prasideda tada, kai siurblys yra per silpnas ir tą teną jis junginėja ne prie -20°C, o jau prie -5°C.
Projektinė temperatūra ir bivalentinis taškas
Du labai svarbūs terminai. Projektinė lauko temperatūra – tai žemiausia temperatūra, kuri statistiškai toje vietovėje laikosi tam tikrą dienų skaičių per metus. Lietuvoje dažniausiai skaičiavimams imama -22°C arba -23°C. Tai reiškia, kad šilumos siurblys (arba siurblys kartu su tenu) privalo užtikrinti komfortišką vidaus temperatūrą (pvz., +21°C), kai lauke spaudžia toks šaltis. Bivalentinis taškas – tai ta lauko temperatūra, prie kurios šilumos siurblys jau nebegali vienas susitvarkyti su namo šilumos nuostoliais ir jam į pagalbą jungiasi papildomas šilumos šaltinis (dažniausiai – elektrinis tenas). Šį tašką galima nustatyti. Jei norima, kad tenas jungtųsi kuo rečiau (pvz., tik prie -15°C), reikės galingesnio (ir brangesnio) siurblio. Jei pataupoma ir nustatoma, kad tenas padeda jau prie -7°C, siurblys bus pigesnis, bet šalčiausiais mėnesiais elektros sąskaitos bus didesnės.
Kodėl radiatoriai reikalauja daugiau galios nei grindys?
Tai dar vienas kertinis akmuo. Šildymo sistema name yra ne mažiau svarbi nei pats siurblys. Šilumos siurbliai yra efektyviausi tada, kai jiems reikia ruošti nekarštą vandenį. Geriausias jų draugas – grindinis šildymas. Jis yra žematemperatūris. Kadangi visas grindų plotas yra vienas didelis šildymo elementas, jam užtenka, kad į sistemą būtų tiekiamas 30-35°C temperatūros vanduo. Siurbliui paruošti tokią temperatūrą yra labai lengva, jo efektyvumas (COP) bus didžiausias. Visiškai kita istorija – radiatoriai, ypač seni ketaus („špyžiniai”). Jų plotas mažas, todėl kad prišildytų patalpą, jiems reikia labai karšto vandens – 55°C, 60°C ar net daugiau. Versti šilumos siurblį ruošti tokią aukštą temperatūrą, ypač kai lauke šalta, yra tas pats, kas važiuoti automobiliu nuolat įjungus pirmą pavarą. Jis tai padarys, bet sunaudos milžinišką kiekį elektros, o jo efektyvumas kris drastiškai. Todėl 100 kv. m. namui su radiatoriais reikės galingesnio siurblio nei tam pačiam namui su grindiniu šildymu.
Karšto vandens ruošimas – slaptasis galios vagis
Dažnai renkantis galingumą susikoncentruojama tik į šildymą ir visiškai pamirštama, kad tas pats šilumos siurblys dažniausiai ruoš ir karštą buitinį vandenį (DHW). O vandeniui pašildyti integruotame boileryje iki higienos normų reikalaujamos temperatūros (pvz., 55°C) reikia tikrai daug energijos. Jei 100 kv. m. name gyvena keturių asmenų šeima, kurioje yra du paaugliai, mėgstantys ilgus rytinius ir vakarinius dušus, karšto vandens poreikis gali būti milžiniškas. Siurblys turi turėti pakankamai galios, kad sugebėtų greitai pašildyti boilerį ir tuo pačiu metu nenustotų šildyti namų. Kartais vien dėl didelių karšto vandens poreikių tenka rinktis vienu laipteliu galingesnį siurblį, nei reikėtų vien namo šildymui. Tai ypač aktualu oras-vanduo siurbliams žiemą, kai jų galia ir taip sumažėjusi.
Kas nutiks, jei pasirinksiu per galingą siurblį?
Lietuviškas mąstymas „geriau daugiau negu mažiau” čia neveikia. Atrodo, nusipirksiu galingesnį „su atsarga”, ir bus ramu. Deja, ne. Per galingas šilumos siurblys (ypač senesnio tipo, kuris neturi inverterio – galios moduliavimo) yra didelė blogybė. Tai vadinama „oversizing’u”. Toks siurblys veiks trumpais ciklais: greitai prišildys sistemą, pasieks norimą temperatūrą ir išsijungs. Po kelių minučių temperatūra vėl kris, ir jis vėl įsijungs. Toks nuolatinis „tiksėjimas” (taktavimas) yra didžiausias kompresoriaus – brangiausios siurblio dalies – priešas. Tai drastiškai trumpina jo tarnavimo laiką ir didina elektros sąnaudas, nes kiekvienas įsijungimas naudoja didelę paleidimo srovę. Nors modernūs inverteriniai siurbliai moka moduliuoti savo galią (pvz., 10 kW siurblys gali dirbti 3 kW galingumu), jie vis tiek turi apatinę ribą. Jei siurblys bus smarkiai per didelis, jis vis tiek „tiksės” pereinamuoju laikotarpiu rudenį ar pavasarį.
O kas, jei šilumos siurblys bus per silpnas?
Tai kita, ir turbūt dar dažnesnė bei skaudesnė, medalio pusė. Pasirinkus per silpną šilumos siurblį („undersizing”) iš taupumo, nutiks baisiausias dalykas. Kol lauke bus pliusinė temperatūra ar lengvas minusas, viskas veiks puikiai. Bet kai tik šalčiai paspaus stipriau (pvz., žemiau -5°C ar -10°C), siurblys nebesugebės vienas kompensuoti namo šilumos nuostolių. Ką jis darys? Jis nuolat „prašys pagalbos” savo vidinio elektrinio teno. Ir tas tenas veiks ne kelias dienas per metus, kaip buvo planuota, o kelias savaites ar net visą sausio ir vasario mėnesį. Rezultatas? Namie gal ir bus šilta, bet elektros sąskaitos bus kosminės. Iš esmės, bus nupirktas brangus šilumos siurblys, o namai bus šildomi kaip paprastu elektriniu katilu. Tai visiškai panaikina visą siurblio ekonominę prasmę.
Taigi, kiek visgi kilovatų reikia tam 100 kv. m. namui?
Gerai, po visų šitų „priklauso nuo…” ir „reikia skaičiuoti”, pabandykime duoti bent labai apytikslius rėžius tam mitiniam 100 kv. m. namui.
- A++ klasės namas (nauja statyba). 100 kv. m., grindinis šildymas, rekuperacija. Šilumos nuostoliai prie -22°C bus apie 3-5 kW. Visiškai pakaks 5-6 kW galingumo oras-vanduo siurblio (žiūrint galią prie -10°C) arba 4-5 kW gruntas-vanduo siurblio.
- B klasės namas (pvz., gerai renovuotas senas). 100 kv. m., grindinis šildymas arba nauji žematemperatūriai radiatoriai. Šilumos nuostoliai bus apie 6-8 kW. Čia jau reikės 8-10 kW galingumo oras-vanduo siurblio.
- C ar D klasės namas (senas, neapšiltintas ar prastai apšiltintas). 100 kv. m., seni radiatoriai. Šilumos nuostoliai gali siekti 12-15 kW ar net daugiau. Tokiam namui šilumos siurblys ekonomiškai jau sunkiai atsiperka. Pirmiausia reikėtų investuoti į namo sandarinimą ir šiltinimą, o tik tada galvoti apie siurblį. Jei vis tiek statoma, reikės labai galingo (14-16 kW) aukštatemperatūrinio modelio.
Akivaizdu, kad 100 kvadratinių metrų yra beveik nieko nereiškiantis skaičius. Skirtumas tarp naujo ir seno tokio paties ploto namo šilumos poreikio gali būti triskartinis ar net keturkartinis. Renkantis siurblį, svarbiausia yra ne plotas, o namo šiluminė varža ir jo konkretūs šilumos nuostoliai šalčiausiu oru. Prie šio skaičiavimo dar pridėkime karšto vandens ruošimo poreikius, šildymo tipą (grindys ar radiatoriai) ir asmeninius komforto lūkesčius. Pasirinkimas iš paprasto klausimo forumo virsta sudėtingu inžineriniu uždaviniu.
Todėl vienintelis teisingas ir pinigus taupantis kelias – nespręsti patiems „iš akies” ir aklai nepasitikėti pardavėju, kuris nori parduoti sandėlyje užsigulėjusį modelį. Būtina gauti profesionalų namo šilumos nuostolių skaičiavimą (jis privalo būti kiekviename naujo namo projekte) arba užsisakyti energetinį auditą senam namui. Tik turint rankose konkretų kilovatų skaičių, reikalingą prie projektinės -22°C temperatūros, galima eiti pas pardavėjus ir rinktis tinkamą įrangą. Investicija į teisingą skaičiavimą atsipirks šimteriopai per pirmuosius kelerius metus mažesnėmis elektros sąskaitomis.
Dažniausiai užduodami klausimai (DUK)
1. Kiek kilovatų (kW) reikia A++ klasės 100 kv. m. namui? A++ klasės 100 kv. m. namo šilumos nuostoliai prie -22°C lauko temperatūros dažniausiai siekia vos 3-5 kW. Atsižvelgiant į karšto vandens ruošimą, dažniausiai pakanka 5-6 kW galios oras-vanduo siurblio (žiūrint jo parametrus prie žemos temperatūros) arba 4-5 kW galios gruntas-vanduo siurblio.
2. Kas yra COP ir kodėl jis svarbus? COP (Coefficient of Performance) yra šilumos siurblio efektyvumo koeficientas. Jis parodo, kiek kilovatų šilumos siurblys pagamina, sunaudodamas 1 kW elektros energijos. Pavyzdžiui, COP 4 reiškia, kad sunaudojęs 1 kW elektros, siurblys atiduoda 4 kW šilumos. Kuo šis skaičius didesnis, tuo siurblys ekonomiškesnis.
3. Ar geriau pirkti šiek tiek galingesnį siurblį „dėl viso pikto”? Ne, tai bloga praktika. Per galingas siurblys veiks trumpais ciklais (dažnai įsijungs ir išsijungs), kas labai kenkia kompresoriui ir trumpina jo tarnavimo laiką. Modernūs inverteriniai siurbliai gali moduliuoti galią, bet net ir jiems per didelė atsarga nėra gerai, ypač pereinamuoju sezonu (rudenį, pavasarį).
4. Ar oras-vanduo siurblys šildys prie -25°C? Taip, šiuolaikiniai kokybiški siurbliai, skirti Šiaurės šalių klimatui, veikia ir prie -25°C ar žemesnės temperatūros. Tačiau prie tokio šalčio jų efektyvumas (COP) krenta ir jie dažniausiai naudoja integruotą elektrinį teną, kad padėtų pasiekti reikiamą galią.
5. Kiek kainuoja namo šilumos nuostolių skaičiavimas? Jei statomas naujas namas, šilumos nuostolių skaičiavimas privalo būti namo projekto dalis (tiesiog paprašykite projektuotojo). Jei namas senas, galima užsisakyti energetinį auditą arba kreiptis į šildymo sistemas projektuojančius inžinierius. Tokia paslauga, priklausomai nuo sudėtingumo, gali kainuoti nuo kelių dešimčių iki kelių šimtų eurų, tačiau tai būtina investicija.
